[发明专利]一种Ag8

说明书

本申请提供了一种Ag₈SnSe₆晶体生长方法，采用溶体生长法，将Ag₈SnSe₆籽晶与Ag₈SnSe₆多晶料，以及NaCl与LiCl构成的复合覆盖剂装入坩埚中，抽真空后密封，有效避免了生长过程中Se挥发，提高了晶体的化学计量比准确性。本发明优选利用高热导率耐热钢作为基座支撑坩埚，可对结晶潜热进行有效传导从而有利于获得高完整性的Ag₈SnSe₆晶体。另外，本发明优化了晶体生长工艺，依次在850～950℃的高温区完成Ag₈SnSe₆原料融化并与籽晶接种，在700～850℃的中温区完成晶体生长直到熔体结晶完成，在450～700℃的低温区完成退火，有利于性能优异的Ag₈SnSe₆晶体的获得。

技术领域

本申请属于半导体材料领域，尤其涉及一种Ag₈SnSe₆晶体生长方法。

背景技术

热电材料是一种依托半导体Seebeck或Peltier效应可实现热能与电能相互转换的功能材料，具有资源循环利用和环境友好的优点，近年来在军事和民用领域得到了广泛应用。

热电材料的性能优劣通常用无量纲优值ZT＝S²σT/k来衡量，其中S为 Seebeck系数，σ为电导率，T为绝对温度，k为热导率，S²σ又被称为PF功率因子。为了获得高ZT值热电材料，过去人们分别从提高材料功率因子PF、降低晶格热导率或两者兼顾等方面开展了深入的工作。其中，通过降低晶格热导率以提高热电性能已取得了显著进展，如开发的β-Zn₄Sb₃、Cu₂Se、SnSe以及MgAgSb 等新型热电材料均表现出了优异的ZT值。鉴于此，围绕超低晶格热导率材料进行研究已成为当前热电领域的一个重要方向。

近年来，一种Ag₈SnSe₆化合物半导体材料引起了人们的关注，与上述提到的几种具有简单结构低晶格热导率材料相比，Ag₈SnSe₆晶胞构成复杂，晶格热导率大约仅为0.15Wm^-1K^-1，与木头相当，大约仅为空气的三倍、玻璃的五分之一，是目前已知致密固体材料中具有低晶格热导率的材料之一。因此，Ag₈SnSe₆晶体成为了一种极具发展潜力的新型热电材料。

然而Ag₈SnSe₆晶体却较难制备，技术难点主要体现在生长过程中Se容易挥发，导致晶体出现化学计量比偏离。此外，Ag₈SnSe₆晶体极低的热导率使得结晶潜热难以传导释放，不断集聚的热量将导致固液界面呈“凹”型，诱发大量缺陷，破坏晶体完整性。目前国内外有关Ag₈SnSe₆晶体生长的工作还比较少见，虽有人尝试采用气相法和熔体法生长了Ag₈SnSe₆晶体，但尺寸非常小，难以满足实际应用需求。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供了一种Ag₈SnSe₆晶体生长方法，该方法简单，能够避免生长过程中Se挥发。

结构简单且自动化程度较高的垂直坩埚升降法生长Ag₈SnSe₆晶体。